Metodichka (1) / LABA11

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 11

“ИССЛЕДОВАНИЕ ВЕНТИЛЕЙ”

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Ознакомление с устройством и работой электрических вентилей, практическое определение их вольтамперных характеристик и основных параметров.

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА: [1] §§ 10.1-10.2, 11.1.11.2; [2] §§ 6.1, 6.3; [3] §§ 4.1-4.2; [4] §1.7.

ПРИБОРЫ И ОБОРУДОВАНИЕ: Выпрямитель ВУП-2, реостат, многопредельный вольтметр, миллиамперметр, микроамперметр, исследуемые вентили: АВС, Д210.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Записать паспортные данные используемых приборов.

2. Ознакомиться с устройством электрических вентилей: селенового столбика (АВС), полупроводникового диода (Д210).

Обобщенная вольтамперная характеристика (ВАХ) вентиля вблизи от начала координат может быть выражена с достаточной точностью уравнением

I = I₀ + aU + bU² /1/

Так как при U = 0 ток через вентиль практически отсутствует, то I₀ = 0. Постоянные a и b можно определить, составив систему уравнений

/2/

где U₁ и U₂ (в вольтах), I₁ и I₂ (в амперах) берутся для двух произвольных точек ВАХ, полученной по данным измерений. Решая систему, найдем числовые значения a и b. Подставив их в уравнение /1/, получим аналитическое выражение ВАХ.

Основными параметрами вентиля являются крутизна характеристики S, дифференциальное или внутреннее сопротивление R_i и сопротивление вентиля постоянному току R₌.

Крутизна характеристики S определяется тангенсом угла наклона касательной к ВАХ в рассматриваемой точке, т. е. при аналитическом выражении ВАХ находится как производная от тока по напряжению:

/3/

Внутреннее сопротивление R_i параметр, обратный крутизне: . Сопротивление постоянному току R₌ определяется по закону Ома как отношение падения напряжения на вентиле U к протекающему через него току I: .

3. Исследование селенового столбика АВС.

а) Собрать цепь по схеме рис. 11.1.

б) Снять ВАХ столбика.

в) Представить зависимость тока от напряжения в виде таблицы, графика, функции.

г) Собрать цепь по схеме рис. 11.2.

Рисунок 11.1

д) Снять зависимость тока через столбик от величины обратного напряжения.

е) Дифференцируя аналитическую функцию I = f(U) (для прямого тока), найти зависимость R_i = f(U).

Рисунок 11.2

ж) Вычислить сопротивление столбика постоянному току для 4-5 точек ВАХ и построить график зависимости R₌ = f(U).

4. Исследование полупроводникового диода Д210. Выполнить все указания п. 3.

5. Сравнение вентилей.

а) Произвольно выбрать на всех трех графиках один и тот же ток. Применяя полученные формулы, определить сопротивление R₌ всех трех вентилей для этого постоянного тока.

б) Определить для тех же точек дифференциальные сопротивления вентилей.

в) Определить внутренние сопротивления вентилей в обратном направлении.

г) Сделать заключения об экономичности исследуемых вентилей.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:

1. Что называется электрическим вентилем?

2. Чем объясняется односторонняя проводимость вакуумного диода?

3. Объяснить природу односторонней проводимости полупроводникового диода.

4. Нарисуйте схему для снятия ВАХ кенотрона.

5. Нарисуйте схему для снятия прямой ветви ВАХ полупроводникового диода.

6. Нарисуйте схему для снятия обратной ветви ВАХ полупроводникового диода.

7. Нарисуйте обобщенную ВАХ вентиля. Покажите, как с помощью графика определить основные параметры вентиля.

8. Является ли дифференциальное сопротивление одинаковым для всех точек ВАХ и почему?

9. Является ли сопротивление постоянному току одинаковым для всех точек ВАХ и почему?

10. Дать сравнительную характеристику вакуумных .и полупроводниковых вентилей.